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抗起球短纤维

 

 

    

 

1. 涤纶纤维的抗起球性能与聚酯分子量

   涤纶服装容易起毛起球,尤其是针织品和涤毛混纺服装。当纤维相互摩擦被拔出织物并与完整纤维相互缠绕时,织物表面出现柔软绒毛小球,这种缺陷影响织物美观。

判定涤纶的抗起球效果关键在于水解后聚酯的分子量。
普通聚酯纤维的特性粘度 IV 是大约 0.66 ( 数均分子量大约 16,500) 。

   良好的可纺性需要水解前 IV 0.52 ( 数均分子量大约 11,500) 以上,
   真正的不起球短纤需要水解后 IV 0.39 ( 数均分子量大约 7,500)
以下。

2. 世界抗起球聚酯纤维生产现况

涤纶所用的聚酯原料在对苯二甲酸二甲酯(DMT) 酯交换缩聚流程或者精对苯二甲酸(TPA) 直接酯化缩聚流程生产。欧美已在DMT流程大规模生产抗起球涤纶短纤维多年。把一种多官能团的改性剂加入DMT 酯交换塔中,提高分子量到可纺性良好的IV 0.52 以上,纺丝后改性剂在拉伸与染色时水解降低分子量到抗起球所需IV 0.39以下。DMT 酯交换缩聚流程没有副产物水,生产抗起球涤纶技术上比较容易。

 二十世纪八十年代以来各地所建聚酯工厂大多为TPA流程。欧美多家大公司1978年以来将TPA流程生产抗起球涤纶作为重大研究课题,一直没有解决的技术难题是改性剂必须在纺丝后水解,但不能在有副产物水的 TPA 聚合过程中水解,否则会在聚合过程中产生砂石。  

十多年来中国一些著名聚酯公司和大学与研究所将抗起球涤纶作为重大科研课题,做出了许多可贵的努力。尝试过的改性剂有聚乙二醇(PEG)或间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠(Na-SIPM)等。这些改性剂不能在纺丝后水解,无法降低聚酯分子量到抗起球性能优异的IV 0.39以下。IV 0.50时熔滴严重,可纺性很差;抗起球效果也很差;而且改性组分成本很高。

3. 格莱仕在抗起球涤纶技术方面的重大突破

   格莱仕化学公司在TPA流程生产抗起球涤纶技术上取得重大突破,解决了困绕欧美许多大公司三十多年的技术难题。Glysil®GS-6抗起球改性剂能提高聚酯特性粘度到可纺性良好的IV 0.52以上,并在纺丝之后水解到不起球的IV 0.39以下,但不在有副产物水的 TPA 聚合过程中水解。Glysil®GS-6与水和乙二醇混溶。美国专利和中国专利以及台湾等地区的专利都已授权。

格莱仕(无锡) 聚酯技术有限公司在无锡高新技术产业开发区的工厂已经工业化生产Glysil®GS-6抗起球改性剂。2004年以来,我们的用户使用Glysil®GS-6在日产90-100吨的连续聚合熔体直纺生产线生产抗起球短纤维,产品性能优异。

4. Glysil®GS-6 在聚酯中的加入量

涤纶短纤
产品种类

纺丝 IV
(常规 IV)

抗起球 IV
(水解后 IV)

Sb
ppm

Glysil®
改性剂

Glysil®GS-6
加入量

单纤线密度
dpf

不起球

0.52±0.01

0.39±0.01

150

GS-6

1.00%

1.2~4.5

阳离子染色
不起球

~0.45

0.39±0.01

100

GS-6

1.00%

1.2~4.5

普通抗起球

0.53±0.01

0.45±0.01

250

GS-6

0.50%

1.0~4.5

注: Glysil®GS-6 是 EG 溶液,与水和 EG 混溶,为生产中计算方便表中的加入量包括有效成分以及 EG 溶剂。如要计算有效成分在聚酯中含量,可将表中数据乘 60% 。

  常规特性粘度 IV( 纺丝 IV) 对可纺性很重要。抗起球性能关键在于水解后特性粘度 ( 抗起球 IV) 。 上表所列改性剂加入量为估计值。聚合生产线应每隔 2 到 8 小时取样做纺丝 IV 分析与抗起球 IV 分析。纺丝 IV 与抗起球 IV 分析可以在取样后 2 小时内同时完成。

    如果纺丝 IV 与抗起球 IV 之差别比预期值大,应该减少 Glysil®GS-6 的加入量。
   如果纺丝 IV 与抗起球 IV 之差别比预期值小,应该增加
Glysil®GS-6 的加入量。

5. 涤纶产品抗起球性能的测定

(a) 化纤厂最常用的抗起球性能控制方法是水解后特性粘度 ( 抗起球 IV)

纺丝 IV ( 常规特性粘度 ) 的测试参见中国国家标准 GB/T 14190-1993 3.1 。首先制备溶剂苯酚 / 四氯乙烷 ( 质量比 1:1) 。在 25°C 用毛细管粘度计测溶剂粘度。将 0.125 克聚酯样品在 90-100°C 溶解于 25 ml 溶剂,在 25°C 用毛细管粘度计测定溶液粘度,与溶剂的粘度相比计算特性粘度 (IV) 。
抗起球 IV ( 聚酯水解后特性粘度 ) 的测试与常规 IV 的测试程序相同,不同之处在于所用溶剂加入浓硫酸 150 ppm 。每次制备的溶液多一点比如 1000 毫升以上,硫酸的加入比较准确。该方法模拟涤纶牵伸与染色水浴中可能的水解。普通涤纶水解很少, IV 只降低 0.01 左右;抗起球涤纶 IV 降低 0.1~0.2 。

  如果常规 IV 使用其他溶剂如苯酚 / 四氯乙烷 3/2 ,苯酚 / 邻二氯苯 1/1, 六氟异丙醇 (HFIP) , 抗起球 IV( 水解后特性粘度 ) 分析程序相同,在溶剂中加入浓硫酸 150 ppm 。

(b) Flex Life ( 挠曲寿命 ) 。仪器便宜 , 操作简单 , 结果不如乱翻起球测试直观。

不起球涤纶的 “Flex Life” 一般为 200 到 1000 ,常规涤纶是 2000-3000 以上。

(c) 织布厂和染整厂常用的织物抗起球测试方法

   针织品:欧洲常用滚箱式起球仪 (ICI pilling box) ,美国常用乱翻式起球仪 (Atlas Random tumble pilling tester) 。梭织品可用马丁代尔耐磨起球仪 (Martindale abrasion and pilling tester) 和刷式织物起毛起球仪 (Brush pilling tester) 。

6. 抗起球短纤维与其他纤维的比较

  抗起球短纤维 羊毛 一般聚酯纤维
天然触感  
抗起球    
抗皱    
机洗(水洗)  
透气性    
易洗快干    
可低温染色  

 



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